橡胶材质的耐腐蚀性.docx
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橡胶材质的耐腐蚀性
橡胶材质的耐腐蚀性
张大伟
摘要：
为了在实际生产中，更好地根据所使用的溶剂，选择合适材质的橡胶配件，以便保证生产的安全性，本文选择了聚丙烯橡胶、三元乙丙橡胶、氟橡胶和全氟醚橡胶4个不同材质的橡胶，通过搜集的实验数据分析这些橡胶的耐酸碱性能和耐有机溶剂性能，为实际生产中材质的选择提供支持。
1、聚丙烯耐腐蚀性能
聚丙烯是由丙烯聚合而制得的一种热塑性树脂。
通常为半透明无色固体，无臭无毒。
由于结构规整而高度结晶化，故熔点可高达167℃。
耐热、耐腐蚀，制品可用蒸汽消毒是其突出优点。
缺点是耐低温冲击性差，较易老化。
它对水特别稳定，在水中的吸水率仅为0.01%，分子量约8万~15万。
成型性好，但因收缩率大（1%~2.5%），厚壁制品易凹陷，对一些尺寸精度较高零件，很难于达到要求，制品表面光泽好。
聚丙烯的化学稳定性：
1）耐酸碱性：
除能被浓硫酸、浓硝酸侵蚀外，对大多数酸、碱都显惰性。
聚丙烯在浸泡试验中可以看出耐酸性良好。
但对发烟硫酸和发烟硝酸表现出不耐腐蚀性。
浓盐酸在高温状态下对聚丙烯也有一定腐蚀作用，但在常温状态下，对大多数酸表现出耐腐蚀性。
聚丙烯在碱性条件，不论常温还是高温都有很好的耐腐蚀性。
聚丙烯耐腐蚀性一览表
溶剂名称
浓度
使用环境
溶剂名称
浓度
使用环境
20℃
60℃
20℃
60℃
盐酸
2
A
A
发烟硝酸
—
C
C
10
A
A
氢氟酸
55
B
B
30
A
A
王水
—
C
C
36
A
C
醋酸
10
A
A
硫酸
2
A
A
30
A
A
5
A
A
50
A
B
10
A
A
97
A
30
A
A
冰醋酸
100
B
98
A
C
三氯乙酸
10
A
A
发烟硫酸
—
C
C
氢氧化钠
10
A
A
硝酸
10
A
B
30
A
A
30
C
D
50
A
A
50
C
D
氢氧化钾
10
A
A
磷酸
10
A
A
50
A
A
30
B
B
氨水
15
A
A
85
B
B
25
A
A
注：
浸泡6个月
A：
几乎不受影响B：
有轻微变色及重量变化，无延展性变化
C：
受到变色等肉眼可见的影响，有某种程度的尺寸及重量变化
D：
有时会脆化、膨胀，外观、重量、延展性变化明显
2）耐有机溶剂腐蚀性聚丙烯的化学稳定性很好，对其它各种化学试剂都比较稳定，但低分子量的脂肪烃、芳香烃和氯化烃等能使聚丙烯软化和溶胀。
室温下还没有一种溶剂能使聚丙烯溶解，只是低分子量的脂肪烃、芳香烃和氯化烃对它有软化或溶胀作用，不能溶解。
聚丙烯非极性聚合物，对极性溶剂十分稳定（如醇、酚、醛、酮和大多数羧酸），在部分非极性有机溶剂中容易溶解或溶胀。
根据相似相溶原理，甲苯、苯、二甲苯、二氯甲烷、正己烷、环己烷、直链烷烃类、卤代烷类、石油醚等这些有机溶剂会对聚丙烯产生腐蚀。
常用溶剂中，聚丙烯在四氢呋喃、丙酮等长时间浸泡后腐蚀明显，在芳香烃、二氯甲烷等氯代烃中有一定变化，尤其是在高温条件下，腐蚀明显。
聚丙烯耐腐蚀性一览表
溶剂名称
浓度
使用环境
溶剂名称
浓度
使用环境
橡胶材质耐腐蚀性的资料分析和初步探究David.Z
ASYMCHEM）
20℃
60℃
20℃
60℃
苯酚
50
A
B
液体石蜡
37
B
B
甲酚
50
A
B
苯
10
A
B
氯乙烷
40
B
C
100
B
C
氯仿
40
B
C
O-二甲苯
10
A
B
100
C
D
100
B
C
O-二氯苯
40
A
C
P-二甲苯
10
A
B
P-二氯苯
40
A
C
100
B
C
三氯苯
40
B
C
m-二甲苯
100
B
C
二氯甲烷
40
B
C
甲苯
100
B
C
氯苯
40
B
C
四氢呋喃
100
C
C
甲醇
100
A
A
硝基苯
100
A
A
乙醇
96
A
A
丙酮
100
C
C
异丙醇
100
A
A
环己酮
100
C
C
乙酸乙酯
100
B
B
苯乙醇
100
C
C
乙酸丁酯
100
C
C
乙醚
100
B
福尔马林
37
A
A
汽油
100
A
B
润滑油
100
B
B
煤油
100
B
B
猪油
100
A
A
石油
100
B
B
注：
浸泡6个月
A：
几乎不受影响B：
有轻微变色及重量变化，无延展性变化
C：
受到变色等肉眼可见的影响，有某种程度的尺寸及重量变化
D：
有时会脆化、膨胀，外观、重量、延展性变化明显
2、三元乙丙橡胶的耐腐蚀性
三元乙丙橡胶是乙烯、丙烯以及非共轭二烯烃的三元共聚物，最主要的特性就是其优越的耐氧化、抗臭氧和抗侵蚀的能力。
三元乙丙的主要聚合物链是完全饱和的。
这个特性使得三元乙丙可以抵抗热，光，氧气，尤其是臭氧。
三元乙丙本质上是无极性的，对极性溶液和化学物具有抗性，吸水率低，具有良好的绝缘特性。
三元乙丙橡胶有优异的耐天候、耐臭氧、耐热、耐酸碱、耐水蒸汽、颜色稳定性、电性能、充油性及常温流动性。
乙丙橡胶制品在120℃下可长期使用，耐热可达150℃，在150~200℃下可短暂或间歇使用。
三元乙丙的化学稳定性：
1）耐酸碱性：
三元乙丙对酸有很好的耐腐蚀性能，但在浓酸长期作用下性能也要下降，常
用酸性试剂中，对浓硝酸、浓磷酸（高温条件下）耐腐蚀性变差。
三元乙丙的耐碱性很好。
三元乙丙耐酸碱性
溶剂名称
浓度
温度（℃）
耐性
溶剂名称
浓度
温度（℃）
耐性
盐酸
10%
25
1
硝酸
10%
25
1
10%
70
2
30%
25
1
36%
25
1
50%
25
3
36%
70
2
柠檬酸
—
70
1
硫酸
10%
25
1
醋酸
25%
25
1
10%
65
1
冰醋酸
—
25
2
30%
25
1
次氯酸
25
2
30%
65
2
氢氟酸
<65%
25
1
50%
25
2
<65%
60
4
98%
25
2
>65%
25
3
磷酸
<45%
25
1
>65%
60
5
>45%
25
1
氢氧化钠
50%
25
1
>45%
65
3
50%
70
1
草酸
—
65
1
氨水
30%
25
1
注：
1、也可用于动态部位，体积变化率在10%以内。
2、根使用条件，也可用于动态部位，体积变化率在20%以内。
3、也可用于静态部位，体积变化率在30%以内。
4、根使用条件，也可用于动态部位，体积变化率在100%以内。
5、不能使用。
体积变化率在100%以上。
2）耐有机溶剂腐蚀性：
由于三元乙丙橡胶缺乏极性，不饱和度低，因而对各种极性化学品如醇、酸、碱、氧化剂、制冷剂、洗涤剂、动植物油、酮和脂等均有较好的抗耐性；但在脂肪烃和芳香烃溶剂（如汽油、苯等）及矿物油中稳定性较差。
对极性溶剂如醇、酮、乙二醇及磷酸脂类液压油抵抗性极佳。
根据实验数据得：
1、三元乙丙对四氢呋喃、甲叔醚、乙醚等醚类耐腐性表现一般；
2、三元乙丙对丙酮、丁酮等酮类有很好的耐腐蚀性；
3、三元乙丙对DMF所表现出来的耐腐蚀性较差；
4、三元乙丙缺乏极性，所以在脂肪烃和芳香烃溶剂（如汽油、苯等）及矿物油中稳定性很差，如正庚烷、甲苯等；同时，对于氯代烃的耐腐蚀性也很差，如二氯甲烷、氯仿等；
5、三元乙丙对极性的酯类、醇类有很好的耐腐蚀性能，但正丁醇实验数据表现一般。
三元乙丙耐腐蚀性一览表
溶剂名称
温度/℃
耐性
溶剂名称
温度/℃
耐性
溶剂名称
温度/℃
耐性
甲醇
25
1
癸烷
25
5
煤油
25
5
乙醇
65
1
乙炔
25
1
石油
70
5
乙二醇
70
1
丁烯炔
25
1
汽油
25
5
异丙醇
25
1
丁二烯
25
1
植物油
25
3
橡胶材质耐腐蚀性的资料分析和初步探究David.Z（ASYMCHEM）
丁醇
25
3
苯乙烯
25
5
橄榄油
65
2
叔丁醇
25
2
己烯
35
5
乙醚
25
4
异丁醇
25
1
二戊烯
25
5
甲基醚
25
1
苯甲醇
65
2
三氯乙烷
25
5
二乙醚
25
5
戊醇
65
1
三氯乙烯
25
5
苯乙基醚
25
5
甲酚
70
5
2-氯丙烷
25
5
异丙醚
25
5
乙醛
25
2
氯丁二烯
0
5
丙酮
25
2
丁醛
25
2
二氯苯
25
5
丁酮
25
1
苯甲醛
25
1
溴化苯
25
5
环己酮
25
2
正己醛
25
1
氯丁二烯
0
5
乙酰胺
25
1
丙烷
25
5
氯仿
25
5
苯胺
25
1
异辛烷
25
5
苯
25
5
乙二胺
25
1
环己烷
25
5
联苯
25
5
二甲基甲酰胺
25
3
n-辛烷
25
5
四氢化萘
25
5
乙二胺
25
1
庚烷
25
5
甲苯
25
5
乙酸甲酯
25
2
己烷
25
5
氯化苯
25
5
乙酸丁酯
25
1
注：
1、也可用于动态部位，体积变化率在10%以内。
2、根使用条件，也可用于动态部位，体积变化率在20%以内。
3、也可用于静态部位，体积变化率在30%以内。
4、根使用条件，也可用于动态部位，体积变化率在100%以内
5、不能使用。
体积变化率在100%以上。
3、氟橡胶的耐腐蚀性
氟橡胶：
橡胶分子中含有氟原子，氟原子与碳原子组成的C-F性能很高，同时氟原子有极大的吸附效应，使氟碳分子链中的C-C键性能增强，且随其氟化程度的提高而增强，氟原子可以把C-C主键较好的加以屏蔽从而保证了C-C键的化学隋性。
这种特殊的分子结构，使氟橡胶具有优异的耐热性、耐药品性、耐溶剂性、耐氟化性、耐真空性、耐油性、耐老化等多种特异性能。
缺点是加工性差，价格昂贵耐寒性差，弹性透气性较低。
使用温度范围：
－20℃~＋200℃。
氟橡胶的主要类型有23型、26型、246型、四丙氟橡胶、氟硅橡胶、羟基亚硝基氟橡胶、氟化磷腈橡胶、全氟醚橡胶。
氟橡胶23，国内俗称1号胶，为偏氟乙烯和三氟氯乙烯共聚物。
氟橡胶26，国内俗称2号胶，杜邦牌号VITONA，为偏氟乙烯和六氟丙烯共聚物，综合性能优于1号胶。
氟橡胶246，国内俗称3号胶，杜邦牌号VITONB，为偏氟乙烯、四氟乙烯、
六氟丙烯三元共聚物，氟含量高于26胶，耐溶剂性能好。
氟橡胶TP，国内俗称四丙胶，旭硝子牌号AFLAS，为四氟乙烯和碳氢丙烯共聚物，耐水蒸汽和耐碱性能优越。
偏氟醚橡胶，杜邦牌号VITONGLT，为偏氟乙烯、四氟乙烯、全氟甲基乙烯基醚、硫化点单体四元共聚物，低温性能优异。
全氟醚橡胶，杜邦牌号KALREZ，耐高温性能优异，氟含量高，耐溶剂性能优异。
氟硅橡胶，低温性能优异，具有一定耐溶剂性能。
氟橡胶的主要性能：
1）化学稳定性氟橡胶具有高度的化学稳定性，是目前所有弹性体中耐介质性能最好的一种。
26型氟橡胶耐石油基油类、双酯油类、硅醚硅酸油类,耐无机酸（如140℃下的67%的硫酸、70℃的浓盐酸、90℃以下的30%的硝酸）、耐多数的有机溶剂（如氯代烃、苯、高芳烃汽油、丁二烯、苯乙烯、丙烯、苯酚、275℃下的脂肪酸等）,但不耐低分子的酮、醚、酯，不耐胺、氨、氢氟酸、氯磺酸、磷酸类液压油。
23型氟胶的介质性能与26型相似，且更有独特之处，它耐强氧化性的无机酸如发烟硝酸、浓硫酸性能比26型好，在室温下98%的HNO3中浸渍27天它的体积膨胀仅为13%~15%。
2）作为一种合成橡胶，氟橡胶具有卓越的耐化学药品、耐油、耐温性能，长期使用温度达200°C以上。
氟橡胶从化学结构上具有高氟含量、强C-F键、无不饱和键等特点，从而具有杰出的耐温性和优异的耐油性。
氟橡胶的耐酸碱性能和耐化学试剂性能数据如下：
氟橡胶的耐酸碱性：
氟橡胶耐酸碱性
溶剂名称
浓度
温度（℃）
耐性
溶剂名称
浓度
温度（℃）
耐性
盐酸
10%
25
1
草酸
—
65
1
10%
70
1
柠檬酸
—
70
1
36%
25
1
甲酸
—
70
4
36%
70
1
醋酸
25%
25
5
王水
—
25
2
冰醋酸
—
25
5
硫酸
10%
25
1
次氯酸
—
25
1
10%
65
1
氢氟酸
<65%
25
1
30%
25
1
<65%
60
3
30%
65
1
>65%
25
1
橡胶材质耐腐蚀性的资料分析和初步探究David.Z（ASYMCHEM）
50%
25
1
>65%
60
3
98%
25
1
硫化氢（干）
—
25
5
磷酸
<45%
25
1
硫化氢（干）
—
65
5
>45%
25
1
硫化氢（湿）
—
25
5
>45%
65
1
硫化氢（湿）
—
65
5
发烟硫酸
—
25
2
氢氧化钠
50%
25
1
硝酸
10%
25
1
碳酸钠
—
65
1
30%
25
1
氨（液体）
—
25
5
50%
25
1
氨（气体）
—
25
5
注：
1、也可用于动态部位，体积变化率在10%以内。
2、根使用条件，也可用于动态部位，体积变化率在20%以内。
3、也可用于静态部位，体积变化率在30%以内。
4、根使用条件，也可用于动态部位，体积变化率在100%以内
5、不能使用。
体积变化率在100%以上。
氟橡胶的耐有机溶剂性能：
氟橡胶耐腐蚀性一览表
溶剂名称
温度/℃
耐性
溶剂名称
温度/℃
耐性
溶剂名称
温度/℃
耐性
甲醇
25
1
丁烯炔
25
1
汽油
25
1
乙醇
65
1
丁二烯
25
1
植物油
25
1
乙二醇
70
1
苯乙烯
25
2
橄榄油
65
1
异丙醇
25
1
己烯
35
1
乙醚
25
5
丁醇
25
1
二戊烯
25
1
甲基醚
25
1
叔丁醇
25
1
三氯乙烷
25
1
二乙醚
25
5
异丁醇
25
1
三氯乙烯
25
1
苯乙基醚
25
5
苯甲醇
65
1
2-氯丙烷
25
1
异丙醚
25
5
戊醇
65
1
氯丁二烯
0
1
丙酮
25
5
甲酚
70
1
二氯苯
25
1
丁酮
25
5
苯酚
25
1
溴化苯
25
1
异丙丁酮
25
5
乙醛
25
5
氯丁二烯
0
1
环己酮
25
5
丁醛
25
5
氯仿
25
2
丁胺
25
5
苯甲醛
25
5
苯
25
1
二乙胺
25
5
正己醛
25
5
联苯
25
1
苯胺
150
5
丙烷
25
1
四氢化萘
25
1
乙二胺
25
5
异辛烷
25
1
甲苯
25
2
二甲基甲酰胺
25
5
环己烷
25
1
氯化苯
25
1
二甲基苯胺
25
4
n-辛烷
25
1
动物油
25
1
乙二胺
25
5
庚烷
25
1
脂肪酸
65
1
乙酸甲酯
25
5
己烷
25
1
煤油
25
1
乙酸丁酯
25
5
乙炔
25
1
石油
70
1
丙烯酸乙酯
25
5
注：
1、也可用于动态部位，体积变化率在10%以内。
2、根使用条件，也可用于动态部位，体积变化率在20%以内。
3、也可用于静态部位，体积变化率在30%以内。
4、根使用条件，也可用于动态部位，体积变化率在100%以内
5、不能使用。
体积变化率在100%以上。
4、全氟醚的耐腐蚀性
全氟醚橡胶是以四氟乙烯、全氟化甲基乙烯基醚、全氟苯氧丙基乙烯基醚系的三元共聚物，是一种完全不含有C—H键的橡胶，具有和聚四氟乙烯类似的热稳定性和耐化学介质性。
全氟醚具有非常优异的耐化学腐蚀性能，耐酸、碱、酮、酯、醚、醛、强氧化剂等绝大多数化学品。
最高耐热可到330℃。
通常用于极端性条件的解决密封问题。
通过进行直观的溶涨实验，化学攻击可以破坏普通橡胶的分子链或交桥架，产生体积膨胀，导致O形圈和密封部件沟槽无法匹配，产生泄漏。
全氟醚橡胶产品能够耐受多达1600多种化学品的攻击。
在甲苯、丙酮和二氯甲烷的混合溶液中浸泡6个月后，全氟醚橡胶O形圈几乎没有体积变化，而其它橡胶已经严重变形了，而将全氟醚橡胶与氟化橡胶浸泡在丙酮、甲苯等有机介质中，16分钟后，氟化橡胶明显发生溶涨。
全氟醚橡胶几乎能承受一切化学介质的腐蚀，其中包括醚类、酮类、苯环类溶剂、强氧化剂、强酸、强碱等，并能承受其他橡胶所不能使用的化学药品如：
丙烯腈、丁基丙烯腈、DNT、醚类、二氯甲烷、苯乙烯、胺基类、乙氧基乙醇、氧化乙烯、氧化合物、氮化合物、THF、苯胺基、DMF、二环氧丙烷、酮类、稀释剂类、氯乙烯、丁二烯类、DMT、酯类、氧化丙烯等，在这些介质中全氟醚橡胶也能显现出优异的使用性能。
但是，全氟醚橡胶的耐溶剂性能会因为生胶牌号的不同有着一定的差异，所以在使用时一定要正确选择胶的牌号，尤其是应用于胺基化合物时应特别注意。
以杜邦Kalrez全氟醚橡胶为例，说明全氟醚橡胶的耐腐蚀性能。
杜邦
升级会员 